2017-2018學(xué)年高中化學(xué)第二章化學(xué)反應(yīng)與能量第1節(jié)化學(xué)能與熱能學(xué)案2新人教版必修2

1、化學(xué)能與熱能目標(biāo)導(dǎo)航1.知道化學(xué)鍵的斷裂和形成是化學(xué)反應(yīng)中能量變化的主要原因。2.了解化學(xué)反應(yīng)中熱量變化的實(shí)質(zhì)，理解化學(xué)反應(yīng)吸熱或放熱的原因。3.了解化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化，理解中和熱的概念。4.了解人類能源利用的歷史和前景，提高節(jié)能意識(shí)?；A(chǔ)知識(shí)導(dǎo)學(xué)-一、化學(xué)鍵與化學(xué)反應(yīng)中能量變化的關(guān)系1化學(xué)反應(yīng)中能量變化的原因一一微觀角度(1)化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)原子的重新組合，即反應(yīng)物中舊化學(xué)鍵的斷裂和生成物中新化學(xué)鍵的形成過 (2)化學(xué)反應(yīng)中能量變化的原因1原因2實(shí)例斷裂1 mol HH鍵(HH2H)吸收436 kJ能量，形成1 mol HH鍵(2HHH)放出436 kJ能量；斷裂4 mol CH鍵(CHk

2、C+4H)吸收1 660 kJ能量，形成1 mol CH鍵(C+HCH)放出415 kJ能量。3結(jié)論化學(xué)反應(yīng)中能量變化的主要原因是化學(xué)鍵的斷裂和形成。2化學(xué)反應(yīng)中能量變化的決定因素一一宏觀角度化學(xué)反應(yīng)詵出熱啟i閆應(yīng)樹的船陡駅生應(yīng)物的總能就化學(xué)仗應(yīng)吸收熱員結(jié)論：化學(xué)反應(yīng)中的能量變化決定于反應(yīng)物的總能量與生成物的總能量的相對(duì)大小。點(diǎn)撥 物質(zhì)具有的能量越低，斷開其中的化學(xué)鍵需要的能量越多，該物質(zhì)越穩(wěn)定；物質(zhì)具有的能量越高，斷開其中的化學(xué)鍵需要的能量越少，該物質(zhì)越不穩(wěn)定。議一議判斷正誤，正確的打“V”，錯(cuò)誤的打“X”(1)化學(xué)鍵斷裂需要吸收能量，化學(xué)鍵形成會(huì)放出能量()(2)化學(xué)反應(yīng)必然伴隨能量變化(

3、)2相同條件下由原子形成1 mol HCl鍵所放出的能量與斷開1 mol HCl鍵吸收的能量相等()放出能量越多的反應(yīng)通常生成物越不穩(wěn)定()答案V(2)V(3)V X二、化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化1兩個(gè)基本自然規(guī)律一一“質(zhì)量守恒”和“能量守恒”(1)質(zhì)量守恒定律：自然界中的物質(zhì)發(fā)生轉(zhuǎn)化時(shí)總質(zhì)量保持不變。(2)能量守恒定律：不同形式的能量發(fā)生轉(zhuǎn)換時(shí)總能量保持不變。2.吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)(1)定義吸熱反應(yīng)：吸收熱量的化學(xué)反應(yīng)；放熱反應(yīng)：放出熱量的化學(xué)反應(yīng)。(2)實(shí)驗(yàn)探究實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象有氣泡產(chǎn)生；用溫度計(jì)測(cè)量，水銀柱上升離子反應(yīng)2AI+6H+=2Al3+3H4實(shí)驗(yàn)結(jié)論活潑金屬與酸反應(yīng)是放熱反應(yīng)Ba(OH)28

4、HO和氯化銨反應(yīng)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象聞到刺激性氣味，燒杯壁發(fā)涼；玻璃片和燒杯黏結(jié)在一起，混合物呈糊狀化學(xué)反應(yīng)Ba(OH)28H2O+2NHCI=BaCl2+2NHf+10O實(shí)驗(yàn)結(jié)論該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)鹽酸與氫氧化鈉反應(yīng)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象混合后溶液溫度比原兩種溶液的溫度高離子反應(yīng)H+OH =HO實(shí)驗(yàn)結(jié)論酸堿中和反應(yīng)是放熱反應(yīng)3.中和熱酸和堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1 mol水時(shí)所釋放的熱量。鋁和稀鹽酸的反應(yīng)BnOH濬被 L-1)滴水吋璃3點(diǎn)撥 常見的吸熱反應(yīng)有：大多數(shù)的分解反應(yīng)，C和CO、C和HkO的反應(yīng)，Ba(OH)28H2O與NHCI的反應(yīng)等。常見的放熱反應(yīng)有：大多數(shù)的化合反應(yīng)，酸堿中和反應(yīng)，金屬與酸或水4的反應(yīng)，燃燒反應(yīng)，

5、爆炸反應(yīng)等。議一議1做實(shí)驗(yàn)時(shí)，不管是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)都可能用到酒精燈，怎樣根據(jù)加熱的方法判斷該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)？放熱反應(yīng)加熱的目的是什么？答案 持續(xù)用酒精燈加熱，撤掉酒精燈反應(yīng)就停止的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)；開始用酒精燈加熱，反應(yīng)開始后，撤去酒精燈仍能繼續(xù)進(jìn)行的反應(yīng)是放熱反應(yīng)。放熱反應(yīng)加熱的目的一般是引發(fā)反應(yīng)進(jìn)行或加快反應(yīng)速率。2放熱反應(yīng)一定容易發(fā)生，吸熱反應(yīng)一定難發(fā)生嗎？答案不一定。反應(yīng)放熱和吸熱與反應(yīng)的條件無關(guān)，有些放熱反應(yīng)必須加熱才能發(fā)生，如木炭的燃燒；而有些吸熱反應(yīng)在常溫下就能發(fā)生，如Ba(0H)28H2O與NH4CI的反應(yīng)。一、化學(xué)反應(yīng)中的能量變化例1化學(xué)反應(yīng)A2+B=2AB的

6、能量變化如圖所示，則下列說法正確的是()2 molA+2mod B蟲E=x kJA E=y kJA.j+1mol Etf2mn|lABA.該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)B.斷裂1 mol AA鍵和1 mol BB鍵放出xkJ的能量C.斷裂2 mol AB鍵需要吸收ykJ的能量D.2 mol AB的總能量高于1 mol A2和1 mol B2的總能量解析從題圖可以看出，反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量，該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，項(xiàng)錯(cuò)誤；斷鍵時(shí)需要吸收能量，B項(xiàng)錯(cuò)誤，C項(xiàng)正確。答案C規(guī)律總結(jié)1.如果反應(yīng)物所具有的總能量大于生成物所具有的總能量，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化為生成物時(shí)化學(xué)反 應(yīng)放出能量，反之，化學(xué)反應(yīng)吸收能量。如圖所示：重

7、點(diǎn)難點(diǎn)探究ANilA、D就出能童丘應(yīng)過穆52.既可以利用所有化學(xué)鍵的鍵能計(jì)算具體反應(yīng)中的能量變化，又可以根據(jù)化學(xué)反應(yīng)中的能6量變化計(jì)算某一個(gè)具體的化學(xué)鍵的鍵能。計(jì)算公式：化學(xué)反應(yīng)中的能量變化值=反應(yīng)物的總鍵能一生成物的總鍵能。計(jì)算出的數(shù)值如果為正值，意味著吸熱反應(yīng)；計(jì)算出的數(shù)值如果是 負(fù)值，意味著是放熱反應(yīng)。變式訓(xùn)練1根據(jù)下面的信息，判斷下列敘述正確的是()1 mol的共價(jià)鍵斷裂H2 Q吸收436 kJ能量*2H(g)ymol Oz的共價(jià)鍵斷裂22(Q吸收249 kJ能量O(g)形成1 mol H?O的共價(jià)鍵釋放930 kJ能量A.氫氣跟氧氣反應(yīng)生成水的同時(shí)釋放能量B.氫氣跟氧氣反應(yīng)生成水的同

8、時(shí)吸收能量1C. 1 mol H2跟2 mol O2反應(yīng)生成1 mol H2O一定釋放能量245 kJD. 2 mol H2(g)跟1 mol O2(g)反應(yīng)生成2 mol H20(g)吸收能量490 kJ答案A、1解析由題中信息可知，1 mol H2(g)的共價(jià)鍵斷裂吸收能量436 kJ,- mol O2(g)的共價(jià)鍵斷裂吸收能量249 kJ，兩項(xiàng)共吸收能量685 kJ;形成2 mol HO鍵時(shí)共釋放能量930 kJ。1在1 mol H2(g)跟mol O2(g)反應(yīng)生成1 mol H20(g)的過程中，放出的能量比吸收的能量多245 kJ,C項(xiàng)中缺少物質(zhì)的狀態(tài)，所以釋放的能量不一定是245

9、 kJ。二、放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)理解例2下列說法正確的是()需要加熱才能發(fā)生的反應(yīng)一定是吸熱反應(yīng)放熱反應(yīng)在常溫下一定很容易發(fā)生反應(yīng)是放出能量還是吸收能量必須看反應(yīng)物和生成物所具有的總能量的相對(duì)大小有的放熱反應(yīng)加熱到一定溫度引發(fā)后，停止加熱反應(yīng)也能繼續(xù)進(jìn)行A.只有B.只有C.D.解析加熱才能發(fā)生的反應(yīng)不一定是吸熱反應(yīng)，如銅在氯氣中燃燒；放熱反應(yīng)在常溫下不一 定容易發(fā)生，如N與H2合成NH;反應(yīng)是放熱還是吸熱取決于反應(yīng)物、生成物所具有的總能H2O(g)7量的相對(duì)大??；需要加熱才能發(fā)生的放熱反應(yīng)， 如果反應(yīng)放出的熱量達(dá)到反應(yīng)所需要的熱量,停止加熱反應(yīng)也能繼續(xù)進(jìn)行，如Fe+S=FeS。答案A點(diǎn)撥 化學(xué)反

10、應(yīng)是吸熱還是放熱，取決于反應(yīng)物與生成物總能量的相對(duì)大小，與反應(yīng)條件無關(guān)。規(guī)律總結(jié)1.易錯(cuò)點(diǎn)提示(1)“三個(gè)不一定”。需加熱才能發(fā)生的反應(yīng)不一定是吸熱反應(yīng)，如碳和氧氣的反應(yīng)； 放熱反應(yīng)常溫下不一定容易發(fā)生，如鋁熱反應(yīng)；吸熱反應(yīng)也不一定需要加熱，女口Ba(OH)28H2O晶體和NHCI晶體的反應(yīng)。(2)吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)都是化學(xué)變化，如NaOH固體溶于水是放熱過程，但不是放熱反應(yīng)；如升華、蒸發(fā)等過程是吸熱過程，但不是吸熱反應(yīng)。2.常見的放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)-潔渡金橢Jj就戰(zhàn)翁的反厘,婦2 N M+2H.0 SNaOH + lij酸感中和民屈，NaOH + HCl = NaCI + H,0一懶燒應(yīng)用，

11、知?十O, = CQ. 多魏代合丘應(yīng)CaO +H =3CO變式訓(xùn)練2將盛有NHHCO粉末的小燒杯放入盛有少量醋酸的大燒杯中。然后向小燒杯中加入鹽酸，反應(yīng)劇烈，醋酸逐漸凝固。由此可知()A. NHHCO和鹽酸的反應(yīng)是放熱反應(yīng)B.該反應(yīng)中，熱能轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物內(nèi)部的能量C.反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量D. NHHCO的能量一定低于NHCI的能量答案B解析 醋酸逐漸凝固，說明NHHCO與鹽酸反應(yīng)使醋酸的溫度降低，因此該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，A錯(cuò)誤；吸熱反應(yīng)中反應(yīng)物吸收能量，吸收的能量轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物內(nèi)部的能量?jī)?chǔ)存在產(chǎn)物中，B正確；由于NHHCO和鹽酸的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，故反應(yīng)物的總能量低于生成物的總能量，C錯(cuò)誤；N

12、HHCG粉末與鹽酸的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，是各反應(yīng)物的總能量低于各生成物的總能量， 而NHHCO僅是兩種反應(yīng)物之一、NHCI僅是三種生成物之一，故無法得出NHHCO的能量一定低于NHCI的能量的結(jié)論，D錯(cuò)誤。施熱嵐應(yīng)587 kJ，所以，該反 應(yīng)的正反應(yīng)是放出能量的反應(yīng)，即該反應(yīng)是放出能量的反應(yīng)；根據(jù)反應(yīng)式可知該反應(yīng)是可逆反應(yīng)，也是氧化還原反應(yīng)。3.下列反應(yīng)既屬于氧化還原反應(yīng)，又是吸熱反應(yīng)的是（）A.灼熱的碳與CQ的反應(yīng)B. Ba（OH）28fO與NHCI的反應(yīng)C.鋁片與稀鹽酸的反應(yīng)D.甲烷在氧氣中的燃燒反應(yīng)答案A解析 灼熱的碳與CQ的反應(yīng)生成CQ屬于氧化還原反應(yīng)，也是吸熱反應(yīng)，A正確；Ba（OH）2

13、8H2Q與NHCI的反應(yīng)生成BaCb、NH和HO,屬于非氧化還原反應(yīng)，B錯(cuò)誤；鋁片 與稀鹽酸的反應(yīng)放熱，C錯(cuò)誤；甲烷在氧氣中的燃燒反應(yīng)放熱，D錯(cuò)誤。4.飛機(jī)用鋁粉與高氯酸銨（NH4CIO4）的混合物作固體燃料，點(diǎn)燃時(shí)鋁粉氧化放熱引發(fā)高氯酸H H: 436 kJ,II:151 kJ,H-1:反應(yīng)物生成物反應(yīng)過程9銨反應(yīng)，其方程式可表示為2NHCIO4=2=N2f+4H.O+ Cl2f+2C2fH=Q Q0）。下列對(duì)此反應(yīng)的敘述中錯(cuò)誤的是（）A.上述反應(yīng)屬于分解反應(yīng)B.上述反應(yīng)瞬間產(chǎn)生大量高溫氣體推動(dòng)航天飛機(jī)飛行C.從能量變化上說，此反應(yīng)主要是化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芎蛣?dòng)能D.在反應(yīng)中高氯酸銨只起氧化劑作

14、用答案D解析由一種反應(yīng)物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)后生成兩種或兩種以上的物質(zhì)的反應(yīng)為分解反應(yīng)，反應(yīng)物高氯酸銨為一種物質(zhì)，產(chǎn)物為N2、H2O Cl2、Q四種物質(zhì)，符合定義，A正確；該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，反應(yīng)瞬間產(chǎn)生大量高溫氣體推動(dòng)航天飛機(jī)飛行，B正確；航天飛機(jī)用的鋁粉與高氯酸銨(NHUCI04)的混合物為固體燃料， 燃料反應(yīng)為放熱反應(yīng)， 反應(yīng)從能量變化上說， 主要是化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芎蛣?dòng)能，C正確；2NHCIO4=N2f+4H2O+ CI2T+2Qf,2 mol NH4CIO4參 加反應(yīng)，2 mol的+7價(jià)Cl原子變成0價(jià)的1 mol Cl2轉(zhuǎn)移14 mol電子，NHCIO4中氮、氧 元素被氧化，氯元素被還原，高氯酸銨既是氧化劑，又是還原劑，D錯(cuò)誤。5如圖所示，把試管放入盛有25C飽和石灰水的燒杯中，試管中開始放入幾小塊鎂片，再滴入5 mL稀鹽酸。回答下列問題:(1)_實(shí)驗(yàn)中觀察到的現(xiàn)象是_(2)_產(chǎn)生上述現(xiàn)象的原因是 _(3)_寫出有關(guān)反應(yīng)的離子方程式 _由實(shí)驗(yàn)推知，MgC2溶液和H2的總能量_(填“大于”、“小于”或“等于”)鎂片和鹽酸的總能量。答案(1)鎂片上有大量氣泡產(chǎn)生，鎂片逐漸溶解，燒杯中溶液變混濁10(2)鎂與鹽酸反應(yīng)放熱，Ca(OH)2的溶解度隨溫度